24.3.2016.

1

VIZUALNE INFORMACIJE U PROMETU

FOTOMETRIJA I KOLORIMETRIJA

SVJETLOST – dio elektromagnetskog zračenja koji podražuje osjetne stanice mrežnice oka i izaziva osjet vida.

• Spektar elektromagnetskog zračenja je širok i rasprostire se od kozmičkih zračenja do tehničkih izmjeničnih struja.

• Pojedina zračenja se razlikuju samo po različitim valnim duljinama, odnosno po frekvencijama.

24.3.2016.

2

Prikaz spektra elektromagnetskog zračenja

• U kontekstu vidljivog svjetla (rasvjete) koristi se usko područje spektraelektromagnetskog zračenja (područje valnih duljina od ~ 10 nm do ~10 µm), koje se naziva “optičko zračenje”.

TON BOJE → Svojstvo koje omogućuje klasifikaciju boja usmislu crvena, zelena, plava itd.

ZASIĆENOST BOJE →

Opisuje koliko se data boja udaljava odneutralno sivog.

SJAJNOST BOJE →

Svojstvo boje koje dozvoljava da se nekaboja klasificira u smislu ekvivalentnosti saosjećajem koji izaziva neki član nizaneutralno sivog.

OSJEĆAJ BOJE

Vizualni osjećaj koji nastaje padom upadnog svjetlosnog toka (fluksa)na mrežnicu oka ima tri svojstva:

24.3.2016.

3

TON BOJE ZASIĆENOST BOJE

SJAJNOST BOJE

Boja Valna duljina [nm]

Ljubičasta 390 - 455

Plava 455 - 492

Zelena 492 - 577

Žuta 577 - 597

Narančasta 597 - 622

Crvena 622 - 780

• Jedinica svjetlosnog fluksa je LUMEN (lm), tako da je broj lumena u nekomfluksu mjera njegove sposobnosti da izazove osjećaj sjajnosti.

SVJETLOSNI TOK Φ (FLUKS - F)

• Svjetlosni tok (Φ ili F) je veličina koja opisuje količinu svjetla, koje jeemitirano iz izvora i prihvaćeno promatranom površinom objekta.

24.3.2016.

4

• Jedinica jakosti svjetla je CANDELA (cd).

JAKOST SVJETLA - I

• Jakost svjetla (I) je svjetlosni tok (fluks) kojeg emitira izvor (a kojegzapaža oko) po prostornom kutu (Ω).

Prostorni kut - STERADIJAN

• STERADIJAN – jedinica za prostorni kut (promatranje iz centra kugle)

• Kut u prostoru, mjeren površinom kugle izraženom pomoću kvadrata polumjera.

• Puni kut: steradijana

• Bilo koji kut:

• 1 sr je prostorni kut koji ima ishodište u centru kugle a koji na kuglinoj plohi isijeca površinu jednaku kvadratu kuglinapolumjera.

sr22 r

S

r

površinaΩ ==

24.3.2016.

5

• Jedinica za osvjetljenje je LUX (lx).

• Lux je definiran kao osvjetljenje 1 m2 na kojegpada ravnomjerno raspodijeljen svjetlosni tok od1 lm.

OSVJETLJENJE (ILUMINANCIJA) - E

• Osvjetljenje (E) je mjera za svjetlosni tok (fluks) koji upada na plohupovršine S.

• Radi se isključivo o računskoj veličini koju naše oko ne primjećuje!

Zakon udaljenosti (kvadrat)

• Osvjetljenje (E) se smanjuje kvadratom udaljenosti.

• Npr. 1m = 10 /1 = 10 lx2m = 10/ 4 = 2,50 lx3m = 10/ 9 = 1,11 lx4m = 10/ 16 = 0,625 lx

i tako dalje ....

0

1

2

E⊥≈ 1 / r ²

24.3.2016.

6

• Jedinica za sjajnost je cd/m2, ili za izvoresvjetlosti je prikladnije reći cd/cm2.

SJAJNOST (LUMINANCIJA) - L

• Sjajnost (L) je svjetlosni tok (fluks) kojeg emitira promatrana površina, akojeg zapaža oko, tj. to je pojam koji opisuje sjajnost osvijetljene ili svjetlećepovršine kako je vidi ljudsko oko.

• Sjajnost je jedina fotometrijska veličina kojuLjudsko oko može direktno vidjeti.

Pregled osnovnih svjetlotehničkih veličina

Veličina Oznaka Formula Mjerna jed.

Svjetlosni tok (fluks)

Φ ili F Φ = I x Ω Lumen (lm)

Jakost svjetla I I = Φ/ Ω Candela (cd)

Osvijetljenje E E = Φ/ S Lux (lx)

Sjajnost L L = I/ SCandela po kvadratnom

metru (cd/m2)

S – osvijetljena ili svjetleća površina (m2)

Ω – prostorni kut (steradian, sr)

24.3.2016.

7

Međusobni odnos svjetlotehničkih veličina u realnom svijetu

OsvjetljenjeSjajnost

Jakost svjetla

Svjetlosni tok

Osvjetljenje tijekom sunčanog dana:

100 000 lux

Osvjetljenje mjeseca izvijezda:

0,2 lux

24.3.2016.

8

Tablica sjajnosti za neke izvore svjetlaIzvor svjetla Prosječna sjajnost (cd/m2)

Sunce u podne 1,6 x 10 na 9

Xenon kino žarulja 0,2 – 5 x 10 na 9

Bistra standardna žarulja 2 x 10 na 6 – 2 x 10 na 7

Fluorescentna cijev 1,2 x 10 na 4

Bijeli oblak 1 x 10 na 4

Svijeća 7.500

Vedro nebo 2.500

Mjesec 3.000 – 5.000

Ugodna unutarnja rasvjeta 50 – 500

Bijeli papir pri 500 lx 100

Bijeli papir pri 5 lx 1

Noćno nebo 0.001

Učinak rasvjetljenosti na vidljivost u zavisnosti od rasvjete

24.3.2016.

9

• Preporučive jakostirasvjete za različiterasvjetne svrhe.

ODREĐIVANJE OSVJETLJENJA

• Uređaji za mjerenje osvjetljenja nazivaju se LUKSMETRI.

LuksometarPCE-174

24.3.2016.

10

Ilustrativno je prikazana rasvjetljenost u zavisnosti od rasporeda izvora svjetlosti

• Uređaj konstruiran za uspoređivanje intenziteta dvaju točkastih izvoranaziva se fotometar, odnosno instrument za mjerenje jačine svjetlosti.

• Princip rada fotometra

24.3.2016.

11

RASVJETA PJEŠAČKOG PRIJELAZA

• Kada je prosječna luminancija kolnika minimalno 2 cd/m2 tada pješački prijelaz nijepotrebno posebno rasvjetljavati u području 50 m ispred i iza prijelaza.

• Ako to nije slučaj, pješački prijelaz se mora posebno rasvjetliti, tako da se postignepozitivan kontrast između pješaka i kolnika (luminancija pješaka je veća odluminancije kolnika), što se obično postiže uporabom svjetiljke posebnihfotometrijskih karakteristika.

SVJETLO I BOJE

24.3.2016.

12

• Vidljivo zračenje (svjetlo) ljudsko oko ne percipira samoprema svjetloći (sjajnosti), nego i prema bojama.

• Svako fizikalno definirano vidljivo zračenje (određenejakosti i spektralnog sastava) pobudi u vidnom organufiziološki osjećaj boje, koje se naziva “podražaj boja”.

• Ako se osvjetljava neki obojeni objekt, on će dio svjetlapropustiti ili odraziti (reflektirati); to reflektirano“zračenje” prouzročiti će u organu vida osjećaj boje.

• Iz toga proizlazi da boja objekta može nastati samo prisvjetlu (umjetnom ili prirodnom) te da objekt možepoprimiti različite boje kada se osvjetljava svjetlomrazličitih boja.

• Kolorimetrija za označavanje boja rabi posebantrikromatski sustav, koji omogućava ostvarenje svakeboje aditivnim mješanjem triju prikladno izabranihpodražaja boja.

• Trikromatski sustav, koji je međunarodno prihvaćennaziva se “standardni kolorimetrijski sustav CIE”

KOLORIMETRIJA – znanost koja se bavikvantitativnim vrednovanjem boja (mjerenje boja)tj. kako čovjek doživljava pojedinu boju i njezineosnovne karakteristike.

24.3.2016.

13

U kolorimetriji su posebno značajne tri boje od kojih jemoguće miješanjem dobiti sve ostale boje.

To su tzv. primarne ili osnovne boje:

Plava (B) 465 nm

Zelena (G) 548 nm

Crvena (R) 610 nm

Na valnim duljinama koje su veće od 770 nm nalazi seelektromagnetsko zračenje koje se naziva infracrveno ilitoplinsko zračenje, dok se na valnim duljinama manjim od380 nm nalazi ultraljubičasto ili UV zračenje.

Disperzija svjetlosti

760 nm

380 nm

Uz pomoć prizmebijela svjetlost semože rastaviti naspektar boja.

Bijela svijetlost je sastavljena od mnoštva elektromagnetskihzračenja različitih valnih duljina tj. boja.

24.3.2016.

14

Boja se uvelike koristi u uređajima zakontrolu prometa: znakovima, signalima ioznakama.

Neki objekti na cesti opažaju se iprepoznaju uvelike na osnovi njihoveboje.

Boja Valna duljina [nm]

Ljubičasta 390 - 455

Plava 455 - 492

Zelena 492 - 577

Žuta 577 - 597

Narančasta 597 - 622

Crvena 622 - 780

Normalni vid boja nije moguć u uvjetimasmanjenog osvjetljenja.

Točna percepcija boje objekta zahtijeva četiri elementa:

1. promatrač mora biti trikromatičan, 2. objekt se mora oslikavati u centralnom području (foveal), 3. mora biti dovoljno osvjetljenja za funkciju čunjića i4. vidni kut u odnosu na mrežnicu mora biti veći od oko

1/4 stupnja.

Vozači s različitim stupnjevima nedostataka vida u bojičesto će imati poteškoća u prepoznavanju prometnihsignala kada voze noću čak i ako su signali postavljeni nastandardni način, jer se zamračeni signali ne mogu vidjeti.

24.3.2016.

15

Svjetlost karakteriziraju tri veličine i to:

KROMATIČNOST SVJETLOSTI

odgovaraosjećaju bojekoje se inačezove ton boje

zasićenostPojam vezan za

imena boja, crvenu, zelenu itd.

1. svjetlosni tok (fluks) koji je mjera efektivnostisvjetlosti, pri izazivanju osjećaja sjajnosti

2. dominantna valna dužina

3. čistoća

Aditivna smjesa boja

Miješanje osnovnih boja:

crvena

24.3.2016.

16

Miješanje osnovnih boja:

crvenazelena

Aditivna smjesa boja

Miješanje osnovnih boja:

crvenazelenaplava

daju bijelu svjetlost

Aditivna smjesa boja

24.3.2016.

17

Subtraktivno miješanje boja

Takvo miješanje boja je miješanje čestica odnosno pigmentarazličitih boja. Subtraktivnim miješanjem boja dobiju sedrugačije boje nego aditivnim miješanjem.

magenta

cyan

yellow

green

red

violet

black

Primjer pisača u boji:

KOMPLEMENTARNE BOJE – dobiju se miješanjem primarnih boja.

R + G = Y (žuta)

G + B = C (cijan)

R + B = M (purpurna)

24.3.2016.

18

Spektralna boja se može predstaviti u dvodimenzionalnom pravoukutnomkoordinatnom sustavu točkom čije su koordinate x = 0,0082 i y = 0,5384.

Ako se isti računi naprave za sve spektralne boje, i rezultati crtaju, dobije sekrivulja koja se zove spektralna krivulja, a dijagram dijagram kromatičnosti.

HVALA NA PAŽNJI!